射电望远镜是观测和研究来自天体的射电波和基本设备，包括收集射电波的定向天线，放大射电信号的高灵敏度接收机，信息记录、处理和显示系统等。射电望远镜用来测量表征射电基本特性的三个量：强度、频谱和偏振。它们都是空间方向和时间的函数。
经典射电望远镜的基本原理和光学反射望远镜相似，投射来的电磁波被一精确镜面反射后，同相到达公共焦点。用旋转抛物面作镜面易于实现同相聚焦，因此，射电望远镜天线大多是抛物面。从天体投射来并汇集到望远镜焦点的射电波，必须达到一定的功率电平，才能为接收机所检测。射频信号功率首先在焦点处放大10~1,000倍，并变换成较低频率（中频），然后用电缆将其传送至控制室，在那里再进一步放大、检波，最后以适于特定研究的方式进行记录、处理和显示。
1932年，美国央斯基发表他在1931~1932年观测到地球外射电波的报告，揭开了射电天文的历史；1937年，美国无线电工程师雷伯建造直径9.45米的抛物发射面天线；1946年，英国曼彻斯特大学开始建造直径66.5米的固定抛物面射电望远镜，1955年建成当时世界上最大的76米直径的可转抛物面射电望远镜；六十年代以来，相继建成的有美国国立射电天文台的42.7米、加拿大的45.8米、澳大利亚的64米全可转抛物面、美国的直径305米固定球面、工作于厘米和分米波段的射电望远镜以及一批直径10米左右的毫米波射电望远镜。
当代先进的射电望远镜有：以德国的100米望远镜为代表的大、中型厘米波可跟踪抛物面射电望远镜；以美国国立射电天文台、瑞典翁萨拉天文台和日本东京天文台的设备为代表的毫米波射电望远镜；美国甚大天线阵（VLA）、英国5公里阵和荷兰韦斯特博克阵为代表的综合孔径望远镜；以俄罗斯科学院专门天体物理台可调抛物带状望远镜和美国阿雷西博球面望远镜为代表的某些特殊形式射电望远镜；以英国无线电连接干涉仪为代表的长基线干涉仪和包括世界上各主要射电望远镜的甚长基线干涉系统。
中国目前最大的射电望远镜主体工程2006年4月3日在云南省昆明市竣工。这台射电望远镜于2005年8月开工建设，安装在昆明市东郊凤凰山上的中国科学院云南天文台内，高四十五米，重四百余吨，直径四十米的锅状天线展开面积相当于四个篮球场大。目前，施工人员开始进行望远镜设备精度调节。望远镜的电子设备安装、连接调试、系统性能测试、验收等全部工作将于2006年6月完成。
中国将在贵州省建造世界上最大的射电天文望远镜。在贵州省南部熔岩洼地建造500米孔径球面射电望远镜，即FAST计划。射电望远镜的直径为500米，将由2000块15米见方的反射板拼成，其外形与锅式卫星天线相似，面积则相当于25个足球场那么大。与直径305米的世界现有最大固定式射电望远镜相比，它的可观测天空范围扩大了4倍，灵敏度提高了2.3倍，将当之无愧地成为世界上最大的射电天文望远镜。
